《互换性与测量技术》课程整体教学设计.docx

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《互换性与测量技术》课程整体教学设计

《互换性与测量技术》

课程整体教学设计

（2019～2020学年第一学期）

课程名称：

互换性与测量技术

课程设计人：

李坤淑

所属系：

机械与汽车工程系

合作人：

孙召瑞房玉胜等

修订时间：

2019年8月

莱芜职业技术学院

课程整体教学设计

一、课程基本信息

课程名称：

互换性与测量技术

开设专业：

数控技术

课程代码

032061

学时

56

授课时间：

第一学期

授课对象：

2018级数控技术班

课程类型：

模具设计与制造专业专业职业能力必修课

先修课程:

《机械制图》、《AutoCAD》、《金属材料与热加工技术》

后续课程:

《机械设计基础》、《机械制造工艺》、《零件数控加工工艺编制》等

二、课程目标设计

总体目标：

本课程的研究对象就是几何量参数的互换性。

即研究如何通过规定公差，合理解决机器使用要求与制造要求之间的矛盾，及如何运用技术测量手段保证国家公差标准的贯彻实施。

学生学习该课程后应达到的预期效果：

初步建立互换性的基本概念，掌握有关公差配合的基本术语和定义；基本掌握公差标准的基本内容和规定及误差检测的基本知识；会查用公差表格，并能在图样上对公差配合正确的标注和识读；具有初步选用其公差等级、配合种类、形位公差及表面粗糙度参数值等的能力，能进行有关精度设计。

掌握测量技术的基本知识，会选用和使用测量器具，能对典型零件和一般几何量进行检测。

同时，通过本课程的学习，学生能获得良好的职业素质，相互协作的能力，团结共同进取的良好风范，提升效率与质量的理念，标准术语准确表达的职业素养。

能力目标：

●通过完成公差的识读、标注、选择等项目的学习，学生能运用公差配合、形位公差的国家标准等相关内容设计有关精度；

●通过完成检测项目学生能熟练使用游标卡尺、内径百分表、螺纹千分尺、公法线千分尺、齿圈径向跳动仪等常用测量器具对几何参数进行检测和判断。

知识目标：

●初步建立互换性的基本概念；

●掌握有关公差配合的基本术语和定义；

●掌握各有关公差标准的基本内容和规定；

●会查用有关公差表格，并能在图样上对公差配合正确的标注和识读；

●具有初步选用其公差等级、配合种类、形位公差及表面粗糙度参数值等的能力；

●掌握测量技术的基本知识，会选用和使用测量器具，能对典型零件和一般几何量进行检测和数据处理。

素质目标：

●培养学生踏实严谨、精益求精完成精密测量实验项目的治学态度；

●能建立质量、安全、环保的理念及及自觉维护精密测量器具的职业素养；

●培养学生严谨、积极主动操作实验仪器的良好精神风貌；

●培养国家精度标准专业术语规范表达、检测报告单填写及数据分析的能力；

●严格执行公差标准、仪器操作规范、数据读取准确,文明实验；

●具备善于观察、思考、自主学习、发现问题的能力。

三、课程内容设计：

序号

模块（或子模块）名称

学时

1

尺寸公差与配合国家标准构成及检测

16

2

几何公差国家标准及检测

20

3

表面粗糙度国家标准及检测

4

4

典型零件表面的国家标准及检测

12

5

综合测量

4

合计

56

四、能力训练项目设计

编号

能力训练项目名称

子项号名称

能力目标

知识目标

训练方式手段及步骤

1

二级直齿圆柱齿轮减速器低速轴尺寸公差识图与检测及合格性判定

零件图识读

 通过查国家标准手册，能够把轴类尺寸公差带代号转化成上下偏差的形式，反之亦然。

1.了解最新国家标准，掌握公差、偏差、公差概念

2.掌握基本偏差和标准公差的基本内容

 情境引入—能力训练任务驱动—任务实施与操练—总结归纳—综合训练—拓展—小结

轴尺寸检测

1.能正确使用普通检测量具游标卡尺、外径千分尺检测轴径

2.能正确使用精密测量仪器立式光学计用相对测量方法检测轴径的尺寸

1.掌握卡尺、外径千分尺读数原理、使用方法、校对零位的方法并熟悉量块的相关知识

2.掌握立式光学比较计的测量原理以及使用方法

 情境引入—检测任务驱动—项目计划准备—项目实施—任务检查—提交检测报告—总结归纳—教师评价

2

二级直齿圆柱齿轮减速器大齿轮零件孔径尺寸公差识图与检测及合格性判定

零件图识读

通过查国家标准手册，能够把孔类尺寸公差带代号转化成上下偏差的形式，反之亦然。

了解最新国家标准，熟悉极限与配合国家标准的构成及应用

 情境引入—能力训练任务驱动—任务实施与操练—总结归纳—综合训练—拓展—小结

孔尺寸检测

1.能正确使用普通检测量具游标卡尺、内径千分尺检测孔径

2.能正确使用精密测量仪器卧式测长仪用相对测量方法检测孔径的尺寸。

1.熟悉卡尺、内径千分尺的结构、读数原理、使用方法、校对零位的方法；

2.熟悉卧式测长仪等的工作原理与使用方法

 情境引入—检测任务驱动—项目计划准备—项目实施—任务检查—提交检测报告—总结归纳—教师评价

3

二级直齿圆柱齿轮减速器低速轴圆度误差检测

1.能根据零件图的形位公差要求正确表述被测要素、基准要素，且能对图样上圆度公差要求进行识读及标注

2.能根据圆度公差项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，评定并判断其是否超差

1.掌握形状公差和形状或位置公差项目、符号，能进行识读及标注

2.熟悉圆度公差内涵、特点及在图样上识读和标注方法

3.熟悉圆度仪等测量仪器的测量原理以及使用方法

情境引入—检测任务驱动—项目计划准备—项目实施—任务检查—提交检测报告—总结归纳—教师评价

4

CA6140车床导轨直线度误差检测

1.能在图样上正确识读及标注直线度公差要求

2.能根据直线度公差项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，评定并判断其是否超差

1.掌握直线度公差内涵、特点及在图样上识读和标注方法

2.熟悉合像水平仪等测量仪器的测量原理以及使用方法

情境引入—检测任务驱动—项目计划准备—项目实施—任务检查—提交检测报告—总结归纳—教师评价

5

二级直齿圆柱齿轮减速器壳体接合面平面度误差检测

1.能在图样上正确识读及标注平面度公差要求

2.能根据平面度公差项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，评定并判断其是否超差

1.掌握平面度公差内涵、特点及在图样上识读和标注方法

2.熟悉千分表等测量仪器的测量原理以及使用方法

情境引入—检测任务驱动—项目计划准备—项目实施—任务检查—提交检测报告—总结归纳—教师评价

6

CA6140车床导轨平行度误差检测

1.能在图样上正确识读及标注平行度公差要求

2.能根据平行度公差项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，评定并判断其是否超差

1.掌握平行度公差内涵、特点及在图样上识读和标注方法

2.熟悉千分表等测量仪器的测量原理以及使用方法

情境引入—检测任务驱动—项目计划准备—项目实施—任务检查—提交检测报告—总结归纳—教师评价

7

二级直齿圆柱齿轮减速器中间轴同轴度误差检测

1.能在图样上正确识读及标注同轴度公差要求

2.能根据同轴度公差项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，评定并判断其是否超差

1.掌握同轴度公差内涵、特点及在图样上识读和标注方法

2.掌握形位误差五大检测原则的检测及数据处理方法

3.熟悉千分表等测量仪器的测量原理以及使用方法

情境引入—检测任务驱动—项目计划准备—项目实施—任务检查—提交检测报告—总结归纳—教师评价

8

二级直齿圆柱齿轮减速器低速轴上键槽对称度误差检测

1.能在图样上正确识读及标注对称度公差要求

2.能根据对称度公差项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，评定并判断其是否超差

1.掌握键与花键联结的公差与配合特点及在图样上的标注

2.矩形花键联结的互换性特点及定心方式、公差与配合的特点

3.键的对称度标准要求

情境引入—检测任务驱动—项目计划准备—项目实施—任务检查—提交检测报告—总结归纳—教师评价

9

二级直齿圆柱齿轮减速器低速轴径向圆跳动误差检测

1.能在图样上正确识读及标注径向圆跳动公差要求

2.能根据径向圆跳动公差项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，评定并判断其是否超差

1.掌握径向跳动公差内涵、特点及在图样上识读和标注方法

2.掌握形位误差五大检测原则的检测及数据处理方法。

3.熟悉千分表等测量仪器的测量原理以及使用方法

情境引入—检测任务驱动—项目计划准备—项目实施—任务检查—提交检测报告—总结归纳—教师评价

10

CA6140车床导轨表面粗糙度误差检测

1.能在图样上正确识读及标注表面粗糙度要求

2.能根据表面粗糙度公差项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，评定并判断其是否超差

1.掌握表面粗糙度内涵、特点及在图样上识读和标注方法

2.熟悉光切显微镜等测量仪器的测量原理以及使用方法

情境引入—检测任务驱动—项目计划准备—项目实施—任务检查—提交检测报告—总结归纳—教师评价

11

二级直齿圆柱齿轮减速器箱体上连接螺栓螺纹中径误差检测

1.能在图样上正确识读及标注螺纹中径公差要求

2.能根据中径公差项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，评定并判断其是否超差

1.掌握螺纹中径公差内涵、特点及在图样上识读和标注方法

2.熟悉螺纹千分尺等测量仪器的测量原理以及使用方法

情境引入—检测任务驱动—项目计划准备—项目实施—任务检查—提交检测报告—总结归纳—教师评价

12

二级直齿圆柱齿轮减速器低速轴上齿轮齿圈径向跳动偏差检测

1.能在图样上正确识读及标注齿圈径向跳动偏差要求

2.能根据齿圈径向跳动偏差项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，评定并判断其是否超差

1.掌握齿圈径向跳动偏差内涵、特点及在图样上识读和标注方法

2.熟悉径向跳动检测仪等测量仪器的测量原理以及使用方法

情境引入—检测任务驱动—项目计划准备—项目实施—任务检查—提交检测报告—总结归纳—教师评价

13

二级直齿圆柱齿轮减速器低速轴上齿轮公法线长度变动检测

1.能在图样上正确识读及标注公法线长度变动要求

2.能根据公法线长度变动项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，评定并判断其是否超差

1.掌握公法线长度变动内涵、特点及在图样上识读和标注方法

2.熟悉公法线千分尺等检测仪器的测量原理以及使用方法

情境引入—检测任务驱动—项目计划准备—项目实施—任务检查—提交检测报告—总结归纳—教师评价

14

综合测量实

1.能对每一项精度指标选择合适的测量量具

2.能较熟练的使用每一项精度指标所需用的量具进行测量操作

3.能在基于提高检测效率的情况下综合性的选择测量器具

1.认识和理解图中的各种精度要求

2.明确各精度指标的公差要求

情境引入—明确检测任务—制定计划—项目准备与实施—任务检查—提交检测报告—教师点评

五、课程进程表

课次

周次

学时

教学目标和主要内容

单元标题

能力训练项目编号

知识目标

能力目标

其它（含达标内容、方法）

1

1

2

认识互换性大生产

展示项目

1.掌握互换性的概念及作用

2.熟悉完全互换性与不完全互换性的特点及其应用场

3.了解加工误差、公差与检测、标准与标准化的各自职能

4.认识优先数和优先数系

1.能举例说明互换性的作用

2.能根据二级直齿圆柱齿轮减速器低速轴的图纸明确加工误差、公差与检测之间的关系，对互换性大生产的作用

①播放装配、检测视频让同学们明确本课程能力目标和知识目标，②说明本课程的考核方法和考核目标，③告知本课程要学习的内容及学习方法，④展示装配精度原理，分析精度构成，小组活动检测体验，激发学生学习兴趣。

2

1、2

4

尺寸公差与识读

1

和

2

了解最新国家标准，掌握公差、偏差、公差、配合的概念，认识公差带图的作用

1.能正确识读尺寸精度要求

2.能绘制公差带图

3.能判断配合种类

给出不同需求的零件图纸，考核能力训练指标

3

2、3

4

尺寸精度设计

1

和

2

1.掌握基本偏差和标准公差的基本内容与应用

2.掌握基准制的选择原则、公差等级的选择原则、配合的选择原则

1.能正确识读和记忆基本偏差和标准公差代号

2.能查用国家尺寸公差标准并能进行尺寸精度设计

给出不同的装配要求，设计孔、轴的尺寸精度，考核能力训练指标

4

3、4

6

二级直齿圆柱齿轮减速器低速轴轴径、齿轮零件孔径尺寸检测及合格性判定

1和2

1.了解尺寸精度检测的目的和任务

2.掌握轴类、孔类零件尺寸检测的基本方法和数据处理原则

1.能正确使用普通检测量具游标卡尺、内外径千分尺、立式光学计等测孔径与轴径

2.能正确使用精密测量仪器立式光学计等用相对测量方法检测孔、轴的尺寸

①考核能力训练指标

②数据处理结果展示

③实验报告展示

5

6

4

二级直齿圆柱齿轮减速器低速轴圆度误差检测

3

1.掌握几何公差项目符号、标注方法，圆度公差内涵、特点及在图样上识读和标注方法

2.掌握形状误差评定与检测

3.熟悉圆度仪等测量仪器的测量原理以及使用方法

1.能对图样进行识读及标注

2.能根据圆度公差项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，评定并判断其是否超差

①考核能力训练指标

②数据处理结果展示

③实验报告展示

6

7

4

CA6140车床导轨直线度误差检测

4

1.掌握直线度公差内涵、公差带特点及在图样上识读和标注方法

2.熟悉合像水平仪等测量仪器的测量原理以及使用方法

1.能对图样进行识读及标注

2.能根据直线度公差项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，评定并判断其是否超差

①考核能力训练指标

②数据处理结果展示

③实验报告展示

7

8

4

二级直齿圆柱齿轮减速器箱体接合面平面度误差检测

1.掌握平面度公差内涵、特点及在图样上识读和标注方法

2.熟悉千分表等测量仪器的测量原理以及使用、数据处理方法

1.能对图样进行识读及标注

2.能根据平面度公差项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，学会数据处理方法，评定并判断其是否超差

①考核能力训练指标

②数据处理结果展示

③实验报告展示

8

9

4

二级直齿圆柱齿轮减速器箱座顶面对底面的平行度误差检测

6

1.掌握位置误差评定与检测

2.掌握平行度度公差内涵、特点及在图样上识读和标注方法

3.熟悉千分表等测量仪器的测量原理以及使用方法

1.能对图样进行识读及标注

2.能根据平行度公差项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，评定并判断其是否超差

①考核能力训练指标

②数据处理结果展示

③实验报告展示

9

10

2

二级直齿圆柱齿轮减速器中间轴同轴度误差检测

7

1.掌握同轴度公差内涵、特点及在图样上识读和标注方法

2.熟悉千分表等测量仪器的测量原理以及使用方法

1.能对图样进行识读及标注

2.能根据同轴度公差项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，评定并判断其是否超差

①考核能力训练指标

②数据处理结果展示

③实验报告展示

10

11

2

二级直齿圆柱齿轮减速器低速轴上键槽对称度误差检测

8

1.掌握键与花键联结的公差与配合特点及在图样上的标注

2.矩形花键联结的公差配合特点及定心方式、公差与配合的特点

3.键的对称度检测

1.能对图样进行识读及标注

2.能根据对称度公差项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，评定并判断其是否超差

①考核能力训练指标

②数据处理结果展示

③实验报告展示

11

11、12

4

二级直齿圆柱齿轮减速器中间轴跳动误差检测

9

1.掌握径向跳动公差内涵、特点及在图样上识读和标注方法

2.掌握公差原则

3.熟悉千分表等测量仪器的测量原理以及使用方法

1.能对图样进行识读及标注

2.能根据跳动项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，评定并判断其是否超差

①考核能力训练指标

②数据处理结果展示

③实验报告展示

12

13

4

CA6140车床导轨表面粗糙度误差检测

10

1.掌握表面粗糙度内涵及对耐磨性的影响、在图样上识读和标注方法

2.熟悉光切显微镜等测量仪器的测量原理以及使用方法

1.能对图样进行识读及标注

2.能根据表面粗糙度项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，评定并判断其是否超差

①考核能力训练指标

②数据处理结果展示

③实验报告展示

13

14、15

4

二级直齿圆柱齿轮减速器箱体上连接螺栓螺纹中径误差检测

11

1.了解键连接的公差与配合，掌握螺纹中径公差内涵、特点及在图样上识读和标注方法

2.熟悉螺纹千分尺等测量仪器的测量原理以及使用方法

1.能对图样进行识读及标注

2.能根据中径公差精度要求，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，评定并判断其是否超差

①考核能力训练指标

②数据处理结果展示

③实验报告展示

14

16

4

二级直齿圆柱齿轮减速器低速轴上齿轮齿圈径向跳动偏差检测

12

1.掌握齿轮传动的使用要求、了解齿轮的加工误差

2.掌握单个齿轮的评定指标的代号、定义、作用及其检测

3.熟悉齿圈径向跳动检测仪等测量仪器的测量原理以及使用方法

1.能针对不同使用场合的齿轮确定其使用要求

2.能根据齿圈径向跳动偏差项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，评定并判断其是否超差

①考核能力训练指标

②数据处理结果展示

③实验报告展示

15

17

4

二级直齿圆柱齿轮减速器低速轴上齿轮公法线长度变动检测

13

1.掌握齿轮传动的使用要求、了解齿轮的加工误差

2.掌握单个齿轮的评定指标的代号、定义、作用及其检测

3.熟悉万能测齿仪等测量仪器的测量原理以及使用方法

1.能针对不同使用场合的齿轮确定其使用要求

2.能根据齿轮公法线长度变动项目，选择适当的测量工具及检测方法进行检测，评定并判断其是否超差

①考核能力训练指标

②数据处理结果展示

③实验报告展示

16

18

4

综合测量

14

1.掌握依据精度指标选择合适的测量量具（三坐标测量机等）的原则与方法

2.把握每一项精度指标测量操作关键的环节

1.能对每一项精度指标选择合适的测量量具

2.能较熟练的使用每一项精度指标所需用的量具进行测量操作

3.能在基于提高检测效率情况下综合性的选择测量器具，如壳体选用三坐标测量机、齿轮选用万能测齿仪等

4.能写出标准的测量实验报告

①考核能力训练指标

②数据处理结果展示

③实验报告展示

六、第一节课梗概

（一）任务引入

观看视频：

减速器拆装视频、检测视频

1.情境描述：

①你正行驶的自行车挡泥瓦上的螺母掉了，

②自行车上的车胎想要换个新的,

③我家洗衣机上的行星齿轮减速器上的轴承坏了

2.任务引导：

怎么办呢？

……从而引出互换性的概念，进而自然要讲述：

①让同学们明确本课程能力目标和知识目标，②说明本课程的考核方法和考核目标，③告知本课程要学习的内容及学习方法，④展示装配精度原理，分析精度构成，小组活动进行检测体验，激发学生学习兴趣。

3.角色定位：

四人一组、质量检验员

（二）用四个子任务完成上述任务

（三）教师进行评价、总结

（四）单元小结及本单元特色与创新

（五）布置作业

七、达标方案

项目考核权重表

考核项目

A

B

C

成绩

1

项目计

划决策

项目计划合理、实施准备充分、实施过程中有完整详细的记录。

项目计划合理、实施准备较充分、实施过程中有记录。

项目计划较合理、实施准备较充分、实施过程中不做记录。

20%

2

项目实

施检查

在规定的时间内能完成项目，测量结果准确；使用测量仪器动作规范。

在规定的时间内能完成项目，测量结果较准确；使用测量仪器动作较规范。

在规定的时间内基本能完成项目，测量结果基本准确；使用测量仪器动作要领未完全理解。

25%

3

项目评

估讨论

能完整总结项目的开始、过程、结果，准确分析测量数据、测量中出现的各种现象，正确回答思考题。

能完整总结项目的开始、过程、结果，较准确分析测量数据、测量中出现的各种现象，能够回答思考题。

能较完整总结项目的开始、过程、结果，并对测量数据、测量中出现的各种现象进行总结，基本上回答出思考题。

15%

4

职业素养

遵守

时间

不迟到、不早退，中途不离开项目实施现场。

不迟到、不早退，中途离开项目实施现场的次数不超过一次。

有迟到或早退现象，中途离开项目实施现场的次数不超过二次。

10%

测量仪器保养

严格按测量仪器操作规范每次使用时进行日常保养，态度认真。

能够按测量仪器操作规范进行日常保养，态度较认真。

经过提示能够按测量仪器操作规范进行日常保养。

5%

测量仪器后处理

按照要求，将测量仪器清理干净，并摆放整齐，地板无污水及其它垃圾。

将测量仪器清理干净，并能放进工具箱，地板无污水及其它垃圾。

将测量仪器基本清理干净，并能放进工具箱，地板无污水及其它垃圾。

10%

环境

保护

爱护环境，污染物按环保要求放入指定的地方，由专业公司定期回收。

5%

团结

协作

配合很好，服从组长的安排，积极主动，认真完成本项目

配合较好，能够按照组长的安排完成项目。

能够与同学配合完成本项目。

5%

语言

能力

积极回答问题，调理清晰，声音洪亮。

主动回答问题，调理较清晰，声音较大。

能够回答问题，声音清晰。

5%

总评

八、教学材料

1

使用

教材

①《公差配合与测量技术》.李坤淑、杨普国、孙召瑞、房玉胜等主编.机械工业出版社，2011

②《互换性与测量技术》.陈玉萍等主编.机械工业出版社，2009

③《公差配合与测量技术实训》.刘忠伟等主编.国防工业出版社，2007

2

讲义

①《公差配合与测量技术》单元教学教案

②《公差配合与测量技术》整体设计、单元设计

3

所需仪器、设备、教学软件等

精密检测仪器如：

卧式测长仪、立式光学计、万能卧式测长仪、光切显微镜、电动轮廓仪、合像水平仪等

多媒体课件、电子教案、测量视频、Flash、动画、《互换性与测量技术》精品课程网站

4

国家精度

标准

（电子版）

①GB/T1800.1—1997《极限与配合基础第1部分：

词汇》

②GB/T1800.2—1998《极限与配合基础第2部分：

公差、偏差和配合的基本规定》

③GB/T1800.3—1998《极限与配合基础第3部分：

标准公差与基本偏差数值表》

④GB1182-80《形状和位置公差代号及其标注法》

⑤GB/T131—1995《表面粗糙度符号、代号及其注法》

⑥GB/T10095《渐开线圆柱齿轮精度》标准体系；等等

附：

课程整体设计体会

1.学生上课主动性来了、忙起来了；

2.老师备课与企业结合密切了，课程内容设计贴近企业生产实际了，准备课程内容累起来了。

载体项目图